RU2020106C1 - Gliding ship hull - Google Patents

Abstract

FIELD: shipbuilding. SUBSTANCE: hull has bow section 1 in the form of curved triangular element corresponding to the hull outline (such as along the generating line in the form of a hyperbola) defined by split stempost and deck level. The hull has bottom 3 provided with central foil 6 and side sponsons 7, and a transom 2. The center of gravity and center of volume of the hull rest in a lateral plane dividing wettable surface of the hull into two equal parts. Foil 6 has a relative elongation of at least 70 at a length amounting to at least one third of the hull length to project away from the hull in the area of transom 2 and adjoin with a clearance to deadwood of suspension motor. Lower surface of the foil 6 is crimped upwards toward bow to at least 1% of the foil length. Side edges of foil 6 and bilges 5 have rounded surfaces of a radius not exceeding 1 mm. EFFECT: greater convenience in use, expanded functional capabilities. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к маломерному судостроению и касается конструирования глиссирующих корпусов прогулочных и спортивных катеров, а также моторных лодок и буксировщиков водных лыжников. The invention relates to small shipbuilding and for the construction of planing hulls for pleasure and sports boats, as well as motor boats and towing water skiers.

Известен глиссирующий корпус судна, содержащий носовую оконечность, транец и днище, расположенное между ними и снабженное центральной горизонтально расположенной гидролыжей, боковые грани которой образуют продольные реданы - брызгоотбойники, а также двумя бортовыми спонсонами, при этом внутренние боковые поверхности последних, сопрягаясь с поверхностью днища и боковыми гранями гидролыжи, образуют два продольных туннеля. Конструкция корпуса такого судна позволяет свести к минимуму величину дифферента при выходе судна на глиссирование, а мощность двигателя, необходимая для глиссирования может быть существенным образом снижена, благодаря образованию в туннелях пенных подушек, образованных в результате попадания в туннели и последующего перемешивания с водой набегающего потока воздуха, что приводит к значительному снижению сопротивления трения. Тем не менее, целый ряд эксплуатационных характеристик такого известного судна остаются довольно низкими. Так, ширина корпуса, имеющего в плане форму треугольника (наконечника дротика), превышает 2 м, что исключает возможность движения судна под веслами. Заостренная форма носовой оконечности не позволяет рационально использовать внутренний объем корпуса, ограничивает значение начальной остойчивости, приводит к зарыванию при встречной волне. Сравнительно невысокое относительное удлинение гидролыжи в известном корпусе не обеспечивает возможности достижения величины числа Фруда, позволяющего эффективно использовать двигатели большой мощности. Эффективность работы двигательно-движительного комплекса существенно ограничена в результате потерь на интенсивное брызгообразование при глиссировании судна. Недостаточная полнота обводов корпуса в области носовой оконечности не позволяет обеспечить условия равенства объемов и смачиваемых поверхностей передней и задней частей корпуса относительно центра его тяжести, что ухудшает управляемость судном, особенно в условиях волнения. Линейный характер выполнения рабочей поверхности гидролыжни не позволяет добиться минимального дифферента при выходе корпуса на глиссирование и его движении в глиссирующем режиме. Known planing hull of the vessel, containing the bow, transom and bottom, located between them and equipped with a central horizontally located hydro-ski, the lateral edges of which are formed by longitudinal redans - spray chutes, as well as two side sponsons, while the inner side surfaces of the latter, mating with the surface of the bottom and the side faces of the hydro-skis form two longitudinal tunnels. The hull structure of such a vessel allows minimizing the amount of trim when the vessel enters the planing, and the engine power required for planing can be significantly reduced due to the formation of foam pillows in the tunnels formed as a result of the incoming air flow in the tunnels and subsequent mixing with water. , which leads to a significant decrease in friction resistance. However, a number of operational characteristics of such a known vessel remain rather low. So, the width of the hull, having a plan in the form of a triangle (dart tip), exceeds 2 m, which excludes the possibility of the vessel moving under oars. The pointed shape of the nasal tip does not allow rational use of the internal volume of the body, limits the value of the initial stability, leads to burying in the oncoming wave. The relatively low relative elongation of the hydro-ski in the known housing does not provide the possibility of achieving the Froude number, which allows the efficient use of high power engines. The efficiency of the propulsion and propulsion system is significantly limited as a result of losses due to intensive spray formation during gliding of the vessel. The insufficient completeness of the hull contours in the area of the nasal extremity does not make it possible to ensure equal conditions for the volumes and wetted surfaces of the front and rear parts of the hull relative to its center of gravity, which impairs the controllability of the vessel, especially in conditions of excitement. The linear nature of the implementation of the working surface of the ski track does not allow to achieve the minimum trim when the hull enters the planing and its movement in the planing mode.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных качеств глиссирующего корпуса судна. The purpose of the invention is improving the performance of the planing hull of the vessel.

Эта цель достигается тем, что носовая оконечность корпуса выполнена с раздвоенным форштевнем, образующим со срезом палубы изогнутый треугольный элемент, а гидролыжа выполнена выступающей за транец и с относительным удлинением не менее 7,0 при длине, составляющей не менее 1/3 от длины корпуса. Нижняя кромка гидролыжи выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% от длины гидролыжи. Боковые ее кромки и кромки бортовых скул выполнены с радиусом закругления не более 1 мм. У такого глиссирующего корпуса судна целесообразно выполнять спонсоны с треугольным поперечным сечением. This goal is achieved by the fact that the fore end of the hull is bifurcated with the stem forming a curved triangular element with a cut of the deck, and the hydro-ski is made protruding beyond the transom and with a relative elongation of at least 7.0 with a length of at least 1/3 of the length of the hull. The lower edge of the ski is made with a bend up to the stern, comprising at least 1% of the length of the ski. Its lateral edges and the edges of the side cheekbones are made with a radius of curvature of not more than 1 mm. In such a planing hull of the vessel, it is advisable to carry out sponsons with a triangular cross section.

На фиг. 1 представлен глиссирующий корпус судна, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид снизу. In FIG. 1 is a side view of a ship hull; figure 2 is the same front view; figure 3 is the same, bottom view.

Глиссирующий корпус судна состоит из носовой оконечности 1, транца 2 и днища 3 с бортами 4. Борта 4 и днище 3 корпуса разделены бортовыми скулами 5. Днище 3 снабжено центральной горизонтально расположенной гидролыжей 6, а также двумя бортовыми спонсонами 7. Свободный конец гидролыжи 6 примыкает с зазором в дейдвуду подвесного мотора (не показан). Боковые грани гидролыжи 6 образуют продольные реданы-брызгоотбойники. Внутренние боковые поверхности спонсонов 7, сопрягаясь с поверхностью днища 3 и боковыми гранями гидролыжи 6, образуют два продольных туннеля. Носовая оконечность 1 выполнена с раздвоенным форштевнем 8, образующим со срезом 9 палубы изогнутый треугольный элемент. Гидролыжа 6 выступает за транец 2 и имеет относительное удлинение не менее 7,0 при длине, составляющей не менее 1/3 длины корпуса этого судна. Нижняя кромка гидролыжи 6 выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% от длины гидролыжи 6. Боковые кромки гидролыжи 6 и кромки бортовых скул 5 выполнены с радиусом закругления не менее 1 мм. Спонсоны 7 имеют треугольное поперечное сечение. The gliding hull of the vessel consists of the bow 1, transom 2 and bottom 3 with sides 4. The sides 4 and bottom 3 of the hull are separated by side cheekbones 5. The bottom 3 is equipped with a central horizontally located hydro-ski 6 and two side sponsons 7. The free end of the hydro-ski 6 is adjacent with a gap in the deadwood of an outboard motor (not shown). The lateral faces of the hydro-skis 6 are formed by longitudinal redans-spray chippers. The inner side surfaces of the sponsons 7, mating with the surface of the bottom 3 and the side faces of the hydro-ski 6, form two longitudinal tunnels. The nasal tip 1 is made with a bifurcated stem 8, forming a curved triangular element with a cut 9 of the deck. Hydro-skiing 6 stands for transom 2 and has a relative elongation of at least 7.0 with a length of at least 1/3 of the hull of this vessel. The lower edge of the ski 6 is made with a bend up to the stern, comprising at least 1% of the length of the ski 6. The lateral edges of the ski 6 and the edges of the side cheekbones 5 are made with a radius of at least 1 mm. Sponsons 7 have a triangular cross section.

Глиссирующий корпус судна эксплуатируется следующим образом. В статическом режиме корпус с грузом и экипажем оказывается погруженным в воду практически до линии, совпадающей со скулами 5. При этом полнота обводов носовой оконечности корпуса, достигнутая за счет выполнения ее в виде изогнутого треугольного элемента, обеспечивает судну высокую начальную остойчивость, практически исключающую возможность появления крена или дифферента при изменении точек приложения внешней нагрузки на верхней палубе. Широкая полость в носовой оконечности корпуса создает возможности для рационального использования внутреннего объема путем размещения там части груза или оборудования (не показана). На режиме малого хода, который может быть обеспечен как работой подвесного мотора на малых оборотах, так и под веслами (поскольку ширина корпуса при существующих обводах существенно меньше, чем у известного судна и допускает установку и использование весел), осадка описываемого судна мало отличается от осадки в статике, а остойчивость, обеспечиваемая полнотой обводов корпуса, по-прежнему высока. Треугольный элемент носовой оконечности предотвращает зарывание носа судна в волну, а в сочетании с сосредоточением центра тяжести, центр объема и линии раздела одинаковых по величине смачиваемых поверхностей корпуса в одной плоскости обеспечивает судну хорошую управляемость независимо от встречного или попутного характера волнения. The gliding hull of the vessel is operated as follows. In static mode, the hull with the cargo and crew is immersed in water almost to the line coinciding with the cheekbones 5. Moreover, the completeness of the contours of the fore end of the hull, achieved by making it in the form of a curved triangular element, provides the vessel with high initial stability, almost eliminating the possibility of occurrence roll or trim when changing the points of application of external load on the upper deck. The wide cavity in the bow of the hull creates opportunities for the rational use of the internal volume by placing there part of the load or equipment (not shown). In the low-speed mode, which can be provided both by the operation of the outboard motor at low speeds and under oars (since the hull width with existing contours is significantly smaller than that of a known vessel and allows the installation and use of oars), the draft of the described vessel differs little from draft in statics, and the stability provided by the completeness of the body contours is still high. The triangular element of the nasal tip prevents the bow of the vessel from burying in the wave, and in combination with the concentration of the center of gravity, the center of volume and the dividing line of the same-sized wetted hull surfaces in the same plane provides the vessel with good controllability regardless of the oncoming or incidental nature of the waves.

По мере увеличения скорости осадка судна существенно уменьшается с помощью более интенсивного гидродинамического взаимодействия между водной средой с одной стороны и изогнутым треугольным элементом носовой оконечности 1, гидролыжей 6, нижняя кромка которой выполнена с отгибом к кромке, и спонсонами 7 с другой стороны. При этом на носовую оконечность 1 такой формы падает примерно 15-20% подъемной силы, развиваемой элементами корпуса. В то же время в результате того, что описываемый корпус приподнимается из воды практически горизонтально (без ощутимого дифферента) за счет отгиба нижней поверхности гидролыжи 6, управляемость судна остается такой же высокой, как и на малых ходах. Острые боковые кромки скул 5 и гидролыжи 6 обеспечивают при движении судна интенсивный срыв потока воды, предотвращая замыкание корпуса и снижая тем самым вызываемое им гидродинамическое сопротивление. Завихрения, возникающие в результате срыва потока воды в районе несмачиваемых на этих режимах участков днища 3 и взаимодействующие с набегающим потоком воздуха, образуют водовоздушную пенную подушку, расползающуюся уже по смачиваемой поверхности днища 3 (главным образом, между гидролыжей 6 и спонсонами 7), что способствует еще большему снижению сопротивления трения. Такая подушка в значительной мере уменьшает ударные нагрузки на корпус в процессе выхода на глиссирование и на глиссирующем режиме, предотвращая тем самым рикошетирование корпуса. As the speed increases, the draft of the vessel significantly decreases with the help of more intensive hydrodynamic interaction between the aquatic environment on the one hand and the curved triangular element of the bow tip 1, hydro-ski 6, the lower edge of which is bent to the edge, and sponsons 7 on the other. At the same time, about 15-20% of the lifting force developed by the body elements falls on the nasal tip 1 of this form. At the same time, as a result of the fact that the described hull rises out of the water almost horizontally (without tangible trim) due to the bending of the lower surface of the hydro-ski 6, the controllability of the vessel remains as high as at low speeds. The sharp lateral edges of the cheekbones 5 and hydro-skis 6 provide an intensive stall of the water flow when the vessel is moving, preventing the hull from closing and thereby reducing the hydrodynamic resistance caused by it. The turbulence resulting from the disruption of the water flow in the area of the bottom 3 sections that are not wettable in these regimes and interacting with the oncoming air stream forms a water-air foam cushion that is already spreading along the wetted surface of the bottom 3 (mainly between the ski ski 6 and the sponsons 7), which contributes to an even greater reduction in friction resistance. Such a pillow significantly reduces impact loads on the body during the exit to planing and planing mode, thereby preventing the body from rebounding.

На режиме глиссирования в контакте с водой находится только гидролыжа 6, причем благодаря ее высокому относительному удлинению (не менее 70), корпус может работать в области больших значений чисел Фруда, что позволяет использовать при том же водоизмещении и габаритах корпуса существенно более мощные двигатели, а следовательно, развивать более высокую скорость движения. Режим максимального хода сопровождается практически полным выходом корпуса из воды, с поверхностью контактирует лишь выступающая за пределы транца 2 отогнутая часть гидролыжи 6. Однако обнажения гребного винта (не показан) и брызгообразования в воздухе не происходит, так как эта часть гидролыжи 6 практически нависает над гребнем винтом подвесного мотора и из контакта с водой не выходит на всех режимах эксплуатации судна. In the planing mode, only hydro-ski 6 is in contact with water, and due to its high elongation (not less than 70), the hull can operate in the region of large Froude numbers, which makes it possible to use significantly more powerful engines with the same displacement and dimensions of the hull, and therefore, develop a higher speed of movement. The maximum stroke mode is accompanied by an almost complete exit of the hull from the water, only the bent part of the hydro-skiing 6 protruding beyond the transom 2 is in contact. However, exposure of the propeller (not shown) and splashing in the air does not occur, since this part of the hydro-ski 6 hangs over the crest outboard motor screw and out of contact with water does not come out in all modes of operation of the vessel.

Глиссирующий корпус судна обладает высокими эксплуатационными качествами и свободен от большинства недостатков, свойственных объектам подобного назначения. Такой корпус может найти применение в спортивном и туристском маломерном судостроении. Широкие функциональные возможности корпуса, его простота и технологичность изготовления в сочетании с высокими мореходными качествами обеспечивает глиссирующему судну предлагаемой конструкции широкую популярность среди самых различных категорий любителей отдыха на воде. The gliding hull of the vessel has high performance and is free from most of the shortcomings inherent in objects of this purpose. Such a hull can find application in sports and tourist small shipbuilding. The wide functionality of the hull, its simplicity and manufacturability combined with high seaworthiness provides the planing vessel of the proposed design with wide popularity among various categories of water lovers.

Claims (2)

1. ГЛИССИРУЮЩИЙ КОРПУС СУДНА, содержащий носовую оконечность, транец и днище, расположенное между ними и снабженное центральной горизонтально расположенной гидролыжей, боковые грани которой образуют продольные реданы-брызгоотбойники, а также двумя бортовыми спонсонами, при этом внутренние боковые поверхности последних, сопрягаясь с поверхностью днища и боковыми гранями гидролыжи, образуют два продольных туннеля, отличающийся тем, что носовая оконечность корпуса выполнена с раздвоенным форштевнем, образующим со срезом палубы изогнутый треугольный элемент, а гидролыжа выполнена выступающей за транец и с относительным удлинением не менее 7,0 при длине, составляющей не менее 1/3 длины корпуса, причем нижняя кромка гидролыжи выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% длины гидролыжи, а боковые ее кромки и кромки бортовых скул выполнены с радиусом закругления не более 1 мм. 1. The gliding hull of the vessel, containing the nasal tip, transom and bottom, located between them and equipped with a central horizontally located hydro-ski, the lateral faces of which are formed by longitudinal redana-spray bumpers, as well as two side sponsons, while the inner side surfaces of the latter, mating with the bottom surface and the side faces of the hydro-skis, form two longitudinal tunnels, characterized in that the fore end of the hull is made with a forked stem, forming with a cut deck curved th triangular element, and the hydro-ski is made protruding beyond the transom and with a relative elongation of at least 7.0 with a length of at least 1/3 of the length of the body, the lower edge of the hydro-ski is made with a bend up to the stern, which is at least 1% of the hydro-ski length, and its lateral edges and the edges of the side cheekbones are made with a radius of curvature of not more than 1 mm. 2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что спонсоны имеют треугольное поперечное сечение. 2. The housing according to claim 1, characterized in that the sponsons have a triangular cross section.

Images